AT T l E R A S S · E G N A T E C N l C A
DELLA - SOCIETÀ DEGLI INGEGNERI E DEGLI ARCHITETTI IN TORIN O
TORINO
SOCIETÀ PER llZIOl\li Ul\TIDl\lE CEMENTI
MARCHINO
& C.
CASALE M O NFERRATO
NELLO SCRIVERE
RIVISTA FONDATA .A TORINO NEL 1867
NUOVA SERIE . ANNO XX . N. l . GENNAIO 1966
Stt :J I:JIA H I f)
RASSEGNA TEtJNitJA.
Il presente fascicolo da pag. l a pag. 96 contiene articoli su PRO- BLEMI GEOMINERARI dedicati da collaboratori e discepoli al Pro/. ANTONIO CAVINATO per il suo settantesimo anno. Altre memorie sono state pubblicate sul fascicolo di dicembre 1965. · L. PERETII . Considerazioni sull'industria estrattiva degli inerti
per agglomerati cementizi
A. MoRRA · Coordinamento dell'attività estrattiva di Monteponi sulla base del «Progetto F. Sartori »
E. BRANCONI · Il giacimento stannifero di Nzombe (Kivu · Congo Orientale)
F. DESALVO . Notizie su alcune mani/esta:z;ioni di grisou nella miniera Pasquasia
L. STRAGIOTTI · I problemi dei colpi di tensione nella pratica della coltivazione mineraria .
E. G. LOESCH · La programmazione matematica della produ- zione in un'azienda minerari(L
G. BALDINI · Sul fenomeno della condensazione retrograda nella coltivazione di gas a condensati .
R. V ARVELLI · Stimolazione dei pozzi petroli/eri per l'incre·
mento della produttività .
E. OccELLA · Considerazioni sulle possibilità di arricchimento di grezzi cinabri/eri a basso tenore .
L. U SONI · Primi risultati di una ricerca sulla flottazione degli ioni
R. MANCI I · Contributo allo studio degli effetti attivanti e de·
primenti del solfato ferrico e del tannino sulla flottabilità dei silicati con oleato di sodio .
M. V ALINOTTI e M. GRAZIA 1 • Studio di microri/razione per la determinazione del fondo roccioso sotto una copertura mo·
renica
L
I L. BAULINO · Calcolo della variazione della velocità della co·pertura di· un rifratto re mediante differenze di « delay times » . . . . G. RATTI • Contributo dei metodi geofisici allo studio dei colpi di tensione . . . .
COMITATO DI REDAZIO E
pag. l
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Direttore: Augusto Cavallari-Murat • Membri: Gaudenzio Bono, Cesare Codegone, Federico Filippi, Rinaldo Sartori, Vittorio Zignoli · Segretario: Piero Carmagnola.
COMITATO D'AMMINISTRAZIONE
Direttore: Alberto Russo·Frattasi ·Membri: Carlo Bertolotti, Mario Catella, Luigi Richieri.
REDAZIONE: Torino. Corso Duca degli Abruzzi, 24 • telefono 51.11.29.
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RASSEGNA TECNICA
La "Rassegna tecnica, vuole essere una libera tribuna di idee e, se del caso, saranno graditi chiarimenti in contradittorio; pertanto le opinioni ed i giudizi espressi negli articoli e nelle rubri- che fisse non impegnano in alcun modo la Società degli Ingegneri e d-egli Architetti in Torino
IL PRESENTE FASCICOLO DA PAG. 1 A PAG. 96 CONTIENE ARTICOLI SU PROBLEMI GEOMINERARI DEDICATI DA COLLABORATORI E DISCEPOLI AL PROF. ANTONIO CAVINATO PER IL SUO SETTANTESIMO ANNO
AL TRE MEMORIE SONO STATE PUBBLICATE SUL FASCICOLO DI DICEMBRE 1965
PARTE Il: STUDI VARI DI TECNICA MINERARIA
e~ .,. 6 3 ~ Ad Antonio Cavinato
Considerazioni per
sull'industria agglomerati
estrat i ri cementizi
degli inerti
LUIGI PERETTI delinea succintamente le peculiari caratteristiche tecniche dell'industria estrattiva dei ma- teriali litoidi impiegati come inerti nella confezione dei calcestruzzi, considerata nelle tre successive fasi della prospezione geomineraria - con particolare riguardo alla giacimentologia delle materie prime - della
coltivazione delle cave e della preparazione meccanica dei prodotti finiti.
l. Premessa.
All'impiego sempre più e teso degli agglomerati cementizi - che tendono a prevalere deci amente ugli altri materiali da co truzio- ne, naturali ed artificiali - nelle opere dell'ingegneria edile, stra- dale ed idraulica, s'è accompagna- to negli ultimi decenni il gradua- le, rapido incremento nella produ- zione dei materiali litoidi che ne co tituiscono la porzione quanti- tativamente prevalente, impro- priamente ma correntemente de- nominata « inerte )) (1).
ella presente nota si considerano come « inerti >> solamente i materiali li- toidi: ghiaie, pietrischi e abbie: le ghiaie, ad elementi naturalmente elabo- rati nella forma e nelle dimensioni (da 10+15 cm a 4 mm di diametro medio);
i pietri chi, ad elementi delle medesime dimen ioni, ri ultanti però da comminu- zione artificiale; le abbie, ad elementi
<4 mm, ia naturalmente, sia artificial- mente dimensionati. Non è pre a in esa- me la produzione d'altri materiali, pure di natura litoide, impiegati, grezzi o tra- sformati (quali: pomici, asbe ti, vermi- culiti, « argille espanse >> ed altri laterizi, ecc.), in taluni speciali agglomerati ce- mentizi - leggeri, termocoibenti, ecc. - del re to d'uso molto limitato; nè quella degli additivi litoidi, non artificialmente elaborati (pozzolane) per cementi e calci idrauliche.
Neppure i con idera qui particolar- mente, in quanto affatto subordinata, la produzione di ghiaie e pietrischi per ma sicciate stradali e ferroviarie, di ab- bie per malta da muratura e per intona-
Pochi dati metrici sono suffi- çienti a documentarne l'importan- za economica : in valore assoluto ed in confronto ai prodotti delle altre industrie e trattive.
In difetto di dati statistici di- retti circa la produzione naziona- le, considerando che la massima parte del cemento viene utilizzata appunto nella confezione d'agglo- merati, la produzione italiana di cemento, registrata in circa 22 mi- lioni di tonnellate per l'anno 1963 e ancora per il 1964, comporta - ulla base di 250 kg, in media, di cemento per l m3 di calcestruz- zo
C) -
un volume poco inferiore a 100 milioni di m3 di calcestruz- zo annualmente messo in opera.Il correlativo volume degli inerti impiegati (volume apparente, ri- ferito, secondo l'u o, al materiale
ciolto) è ancora notevolmente maggiore. Gli corri ponde un im- porto valutabile, con larga appro - simazione, intorno a 150 miliardi di lire, forse superiore al valore
ci, ecc., ebbene il prodotto di numerosi impianti estrattivi ia adibito indifferen- temente all'uno o all'altro impiego, a e- conda delle richieste del mercato.
( 2 ) ei getti di calce truzzo per le
trutture massicce di grandi opere il do- saggio del cemento può ridur i forte- mente: per esempio fino a 115 kgfm3,
nella grande diga a gravità mas iccia, con volume
M
1.800.000 m3, di Alpe Gera sul T. Cormor (Valtellina), testè ulti- mata.ATTI E RASSEG A TEC ICA DELLA OCIETA I GEGNERI E ARCHITETTI I TORINO-
globale di tutta la restante pro- duzione mineraria italiana: di mi- niera pr. d. e di cava.
In progre so di tempo sono diventati sempre più impegnativi i reqms1t1 applicativi richie ti agli inerti per la confezione di ta- luni particolari, diffusi tipi di calcestruzzo: - armato, precom- pre o, per elementi prefabbricati - e frattanto si sono evolute le tecniche per la loro produzione.
Ca o per caso, sono tate a volte compiute indagini preliminari geogno tiche e petrografiche sulle disponibilità locali di idonee ma- terie prime litoidi; sono tate pro- gettate e realizzate attrezzature molteplici per l'estrazione del grezzo e per la preparazione del prodotto finito. ella letteratura tecnica al riguardo abbondano le illustrazioni di ingoli impianti.
Anche più copio i sono i riferi- menti sugli studi sperimentali delle proprietà tecnologiche degli inerti in genere, al fine della loro più razionale utilizzazione. Man- cano invece trattazioni compiute e sistematiche sul ciclo di produ .... io- ne nelle successive sue fasi.
In que ta sommaria e scheniatica nota la produzione degli inerti viene con iderata sotto il profilo d'un'industria estrattiva, ponendo in rilievo le principali caratteri-
tiche che la differenziano pecifi-
UOVA SERIE - A. 20 - N. l -GEN AIO 1966
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camente dalle altre industrie di que to gruppo, con particolare ri- guardo ai problemi preliminari di natura geolitologica.
2. Considerazioni giacimentologi- che. Prospezione geomineraria.
Come per le altre categorie di pietre da costruzione, anche per gli inerti la somma dOO. molteplici caratteri intrinseci, fi ici e fisico- chimici- da cui dipendono i fat- tori tecnologici che ne determina- no l'idoneità all'impiego - ono ovviamente in funzione della loro natura litologica, a ua volta de- finita e enzialmente dalla compo- izione mineralogica, truttura e tes itura.
La più parte dei tipi di rocce, con molte loro varietà, presentano requisiti intrinseci in compie so potenzialmente oddi facenti. In prima appro imazione, gran par- te delle rocce magmatiche (tutte quelle intrusive ed effu ive paleo- vulcaniche, alcuni termini ha ici fra quelle neovulcaniche); buona parte delle rocce edimentogene, di depo ito chimico-organogeno oppure clastiche a tessitura psefì- tica; parecchi fra i tipi statistica- mente più diffu i di rocce meta- morfogene possono fornire buoni o mediocri inerti.
Se ne e eludono invece, a prio- ri, per diversi motivi, soltanto: le rocce effusive acide; i depo i ti pi- roclastici anche e di cretamente la pidificati; le rocce eva pori ti che solubili; le rocce organiche; i de- positi cla tici pelitici, ciolti o la- pidificati, e quelli p ammitici non compiutamente lapidificati (i co- sidetti « tufi )) arenacei e calcarei);
talune rocce « cri talline )) meta- morfitiche a minerali costituenti di troppo ridotta re i tenza mecca- nica o tali da impartire alla roc- cia una troppo piccata anisotro- pia trutturale.
l e risulta una varietà geolito- logica di giacimenti più ricca che per qual ia i altra categoria di materie prime del mondo minera- le, tale che ne dovrebbe con e- guire a priori una ri erva di ma- terie prime qua i dovunque di po- nihili in quantitativi praticamente illimitati.
ella realtà concreta le eccezio- ni negati e dipendenti da partico- lari caratteri tiche litomineralogi- che sono però ben più frequenti:
o che rendano enz' altro inutiliz-
zahile la roccia - come nel caso della presenza, in proporzioni non tra curabili, di co tituenti acci- dentali solubili o che inibì cano la regolare presa del cemento, o che reagiscano tardivamente con
es~o, provocando la disgregazione dell'agglomerato; oppure tali da determinare uno tato di generale degradazione meccanica della roc- cia te sa (da alterazione, da in- frollimento, da inten a tettonizza- zione non ri arcita ad opera di cri tallizzazioni po tettoniche, ec- . cetera) - o che per loro cau a si richiedano trattamenti troppo compie si o troppo costo i per la confezione del prodotto finito, co·- me nel caso di rocce ecce iva- mente dure o tenaci, oppure di rocce a divi ihilità nettamente orientata (oltre alle rocce sci to-
e, già sopra egnalate).
La casi tica al riguardo pre en- ta rilevante interes e già in ede scientifica e merita una trattazio- ne a è, ben più analiticamente sviluppata che non quella pre en- te; in ede pratica, limita a ai.
la di ponihilità effettiva di mate- rie prime.
Altre limitazioni ono p01 Im- poste da fattori geomorfologici e in parte antropogeografici.
Si deve anzitutto tener presente, in propo ito - a differenza che per i giacimenti minerari tr.s., coltivati per lo più indipenden- temente dalla loro posizione pla- nimetrica ed altimetrica ed an- che, entro certi limiti, batimetri- ca dei loro affioramenti - che le formazioni geologiche utilizzahili per la produzione d'inerti, stante il ha so prezzo unitario del pro- dotto finito, che non ne con ente tra porti a di tanza, debbono ve- nire ricercate e utilizzate nei din- torni pros imi alle località dove il calce truzzo verrà me o in opera.
Il tra ferimento degli inerti dal- le cave ai cantieri per la co tru- zione di grandi opere localizzate non i effettua che per pochi i- me decine di km. Per il riforni- mento a regioni che fos ero del tutto prive d'affioramenti di ma- terie prime idonee, non i upe- rano distanze massime di poche centinaia di km: condizioni che si verificano, ad e . , per il rifor- nimento d'inerti ai centri di con- sumo lungo il litorale ligure, cui
afflui cono ghiaie e sabbie estrat- te dai depo iti alluvionali recenti della media Pianura Padana.
Fattori negativi ono pe so la inacce sihilità naturale o l'imper- vietà effettiva delle aree d'affiora- mento, la loro inutilizzabilità per vincoli variati, ecc.
Condizioni accidentali favore- voli ono, a volte, ad e . : l'even- tuale utilizzazione del marino, proveniente da trafori o da han- camenti per fondazioni, canali o serbatoi; oppure del detrito di ca- ve per pietre da taglio o da deco- razione o dello terile di miniera, messi o di carica.
Il compie o dei numero i fat- tori opraelencati e d'altri ancora più preci amente antropologici {tecnici, economici) condizionano, in ultima i tanza, i costi ed i tem- pi unitari di produzione, come per qualsia i altra indu tria estrat- tiva.
ella pratica corrente l'apertu- ra di piccole cave per inerti - gli innumerevoli impianti a carattere artigiano, che pullulano in vici- nanza dei principali centri di con- umo - non è preceduta da ricer- che geolitologiche ad hoc, ma orientata ulla base di ricognizioni gros olanamente empiriche o, an- cor più semplicemente, ulla con- tiguità a cave già in precedenza attive.
ello tudio di nuo i grandi impianti per forti produzioni d'i- nerti ad elevati e costanti requisiti tecnologici - e ad es i i riferi- scono, in genere, i pochi e empi citati in seguito - i rende indi- spensabile un 'accurata e compiuta pro pezione geomineraria, affidata a personale qualificato ed arti- colata nelle fa i ucce ive in pro ieguo illu tra te: oprattutto quando si presuma la po sihilità di fruttamento locale di varii tipi di rocce (inte e in en o e tensivo, inclu e cioè le formazioni detri- tiche superficiali non lapidificate).
In una prima fa e la prospe- zione giacimentologica orientativa
'identifica con una vera e pro- pria pro pezione geologica di det- taglio, a grande cala, completata da accurati tudi petrografici, on- de disporre del mede imo nu- mero di dati - pecie di natura geolitologica - per una razionale celta fra le eventuali diver e po - sibili oluzioni. Stante la generale
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A'ITI E RASSEGNA TECNICA DELLA SOCIETA I GEG ERI E ARCHITETTI I TORINO- NUOVA SERIE- A. 20- r. l - GEN TAIO 1966uperficialità dei giacimenti colti- vabili, hanno invece poco inte- re e pratico altri fattori di natu- ra geologica: tettonici, tratigra-
fici, ecc. . .
La pos ihilità di ceghere fra di- ver e .formazioni, o fra diver e lo- calità nell'ambito della mede ima .formazione, i pre enta piutto to frequente nelle no tre regioni a compie a e varia truttura geolo- gica ed a morfologia accidentata.
ncora più che nella pro pe- zione dei giacimenti minerari veri e propri - per i quali la raccolta dei campioni da sottoporre ad in- dagini petrografiche e mineralo- giche può limitar i ai corpi mine- ralizzati ed alle formazioni inca - anti - nella ricerca di formazio- ni coltivabili per inerti la cam- pionatura e le determinazioni pe- trografiche ui campioni debbono intere are si tematicamente tutta l'area prospettata, talora di di-
creta e ten ione. Infatti da punto a punto variazioni di carattere co tituzionale (ad es.: le diverse proporzioni dei minerali costi- tuenti ed il diverso loro grado di fre chezza) po sono cambiarne en ihilmente i requi iti tecnolo- gici.
Particolarmente lahorio e sono le indagini nel caso di depositi detritici (l. .) che richiedano la diagnosi di parecchi tipi litolo- gici - negli elementi p efitici - o di molte pecie minerali pre-
enti - negli elementi p ammiti- ci e pelitici - e la determinazio- ne dei loro rapporti quantitativi.
Con l'avvertenza, poi, che fortis- ime differenze di composiziOne, anche qualitative, po sono sussi-
tere ira le ingole classi granulo- metriche, pecie quelle inferiori
( ahhie e limi), del mede imo de- po ito.
D'altra parte, la frequenza di variazioni nella compo izione lito- mineralogica media dei edimenti per cau e locali influenzanti i pro- ces i edimentogeni ed il diverso loro compie ivo tato di fre chez- za o di alterazione a diversa pro- fondità della uperficie del suolo e igono che i prelievi sistematici di campioni iano abba tanza rav- vicinati e di volume discreto: qua- li i possono meglio ricavare da pozzetti o trincee o cunicoli d'a - aggio che da trivellazioni e plo- rative. I ondaggi, meno onerosi
e di più rapida esecuzione, ono poi inoltre utili per la valuta- zione quantitativa del giacimento, quando lo i presuma limitato in profondità ( depo i ti detritici in genere); co icchè la cono c enza di questa loro terza dimensione sia indi pensahile per giudicare e la con i tenza metrica dei depo iti ri ulti ufficiente alla richiesta.
Con i sondaggi s'ottiene pure la conoscenza dell'andamento della uperficie piezometrica della fal- da acquifera freatica, dato di fat- to interes ante ai fini della colti- vahilità.
Se il giacimento detritico, up- po to orientativamente ed in com- pie so coltivabile, s'estende am- piamente in uperficie ed a pro- fondità rilevante, dell'ordine di almeno alcune decine di metri, potrà divenire opportuna una più celere ricognizione preliminare con le tecniche della prospezione geofi ica {geo ismica, geoelettri- ca), la quale potrà anch'es a for- nire eventualmente, in più, dati geoidrologici.
Sia, più agevolmente e più spe - o, nello tudio di uno o di pochi ti p i di roccia in p o t o, i a talora nel caso di depositi detritici per ognuno dei tipi di rocce riscon- trate più frequenti nella loro por- zione psefitica, in una econda fa e di studio i e eguono ui campio- ni determinazioni sperimentali di carattere geotecnica (più propria- mente geomeccanico). La cono- cenza del peso specifico reale ed apparente, dei coefficienti d'imbi- bizione, dei coefficienti di dilata- zione termica, dei carichi di rot- tura a pre sione e a trazione, dei moduli di eia ticità, ecc. è utile e normalmente richie ta nella va- lutazione tecnologica preliminare degli inerti per calcestruzzi spe- ciali o destinati a strutture sogget- te in opera ad elevate ollecita- zioni meccaniche: ad e . , a via- dotti, dighe di ritenuta, ecc.
Ove si preveda il rifornimento della roccia in posto o da detrito a gro si elementi, ono infine ne-
C"' arie prove di lavorahilità: in particolare, prove di comminuzio- ne a scala emindu triale u cam- pioni rappre entativi dell'ordine di almeno alcuni m3, utili, fra l'altro, a definire anche i caratteri morfometrici delle varie classi di granulati, non empre prevedihili
in base al emplice e ame del de- trito tal quale o del rinfuso rica- ato dalla demolizione della roc- cia. Po ono inoltre ervire a con- trollare e nelle cla i granulome- triche inferiori ( ahhie e fini) i producano concentrazioni selettive di talune pecie minerali a requi-
iti applicativi deteriori {minerali friabili, lamellari, ecc.), in pro- porzioni tali da rendere i granu- lati praticamente inutilizzahili.
Una perimentazione deci iva nei riguardi della re i tenza mec- canica del grezzo allo tato fram- mentario, della sua aderenza alle malte cementanti, ecc. s'ottiene infine impiegando que ti mede i-
mi frantumati nella confezione di provini di calcestruzzo, con di- versi do aggi e granulometrie, ui quali i aggiano in laboratorio i requisiti meccanici, l'impermea- bilità, ecc., secondo le norme
tandardizzate di controllo.
Quando u sista, come fu o- praccennato, la pos ibilità di ce- gliere fra diverse formazioni - caduna, è sottinteso, qualitativa- mente idonea e sufficiente quanti- tativamente al riferimento di ma- teria prima - divengono di fatto criteri determinanti per la scelta quei fattori intrinseci che si tra- ducono in un ciclo produttivo de- gli inerti più semplice e, in defi- nitiva, più economico.
Genericamente valgono a favo- re dell'approvvigionamento del- l'inerte da roccia in posto le ri- levanti estensioni delle mas e col- tivabili e la limitazione delle aree di escavazione, per la possibilità di spingere la coltivazione a note- vole profondità addentro ai ver- anti. Dal punto di vista dei re- quisiti del prodotto finito ono favorevoli la normale fre chezza delle formazioni rocciose e la loro omogeneità.
Lo tato d'aggregazione, incoe- rente o emicoerente, talora p eu- docoerente, è invece uno fra i re- quisiti tecnologici più vantaggiosi per le formazioni detritiche: cui s'aggiunge, per le alluvioni attua] i e per le morene oloceniche, la freschezza dei costituenti, con e- guente all'avvenuta eliminazione o. riduzione naturale di quelli meno re istenti meccanicamente. Inol- tre, per le alluvioni già clas ifi- cate da un protratto convoglia- mento o da particolari proce si di
ATTI E RASSEG A TECNICA DELLA SOCIETA I GEG ERI E ARCHITETTI I TORINO- TUOVA SERIE- A. 20- . l -CE AIO 1966
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edimentazione, le dimen ioni n- dotte dei ingoli co ti~uenti impor- tano una limitata comminuzione artificiale o addirittura non la ri- chiedono.
elle alluvioni oloceniche me- no recenti, generalmente più e te- se, come pure nelle falde detri- tiche e nelle più potenti moren.e preoloceniche è frequente una parziale alterazione dei costituenti nei livelli uperficiali. L'altera- zione è pes o più avanzata fino alla ferrettizzazione e più svilup- pata in profondità nelle coltri al- luvionali plei toceniche. Per le morene e per le falde detritiche un altro fattore negativo è infine rappresentato dalla eterogeneità della loro te situra, con eventuali letti o lenti pelitiche oppure, al- Poppo to, con accata tamento di grandi trovanti.
Analoghe considerazioni generi- che valgono per la razionale e compiuta prospezione geominera- ria di giacimenti di materiali li- toidi al fine della produzione di pietrisco da massicciate tradali ( «macadam>>) o ferroviarie ( «bal- last>>) - a conformi requi iti li- tologici, ma con requi iti tecnolo- gici parzialmente differenti e altri- menti impegnativi - oppure de- stinati a rilevati tradali, argini, dighe di ritenuta in cc rock-fill >>, ecc. - con requisiti tecnologici comples ivamente meno impegna- tivi.
n
compimento delle operazioni, sul terreno e in laboratorio, della pro pezione geomineraria vera e propria (ricerca e scelta definiti- va), insieme con l'a istenza aiondaggi ed alle prove tecnologi- che opraelencate nel campo de- gli tudi preliminari per la realiz- zazione d'un grande impianto di produzione d'inerti, impegnano al massimo la re ponsabilità dell'in- gegnere pro pettore o del geologo applicato, ai quali si richiede in particolare una vasta e perienza peci fica per l'efficace collabora- zione con i tecnici progetti ti
C).
(3} n e empio di molteplici ragione·
voli possibilità di rifornimento da for·
mazioni geologiche diverse fu verificato nel cor o degli tudi geologici per la co truzione della grande diga di ritenuta, ad arco-gravità, di Plàce Moulin ul T.
Buthier nell'alta Valpelline (Valle d' o- sta}, ultimata nel 1964: con un fabbi o- gno di inerti, ad eccellenti caratteri tiche tecnologiche, previsto nell'ordine di 2 milioni di m3• La roccia in posto (ad
La ca 1 tlca delle indagini geo- litologiche e delle scelte relative per i rifornimenti alle recenti grandi opere dell'ingegneria civile nel no tro pae e meriterebbe a ua volta un'e po izione analitica, con- fronti e conclusioni ragionate. Si accenna qui soltanto uccintamen- te come fra le decine di grandi dighe di ritenuta in calce truzzo - caduna con volume da molte de- cine a molte centinaia di migliaia di m3 - , e eguite o progettate in que t'ultimo ventennio nella re- gione alpina e prealpina (versante padano) e studiate dall'A. sotto il punto di vista della geologia ap- plicata, pre apoco si equivalgano il numero di quelle per cui gli inerti furono ricavati da cave di rocce in po to (per lo più rocce cc cri talline >> ; in prevalenza gneis-
iche, oppure carbonatiche: do- lomie o calcari, meglio lavorabili) ed il numero di quelle per cui gli inerti vennero e tratti da forma- zioni detritiche di vario tipo.
Per il calcestruzzo di rivesti- mento delle gallerie nei grandi trafori auto tradali delle Alpi Oc- cidentali, te tè compiuti o d'im- minente e ecuzione - ai quali tut- ti pure l'A. collaborò in ve te d'in- gegnere geologo - gli inerti ven- nero - o verranno - ricavati dal alternanze di banchi raddrizzati di calce- firi e gneiss kinzigitici, con ubordinate lenti di calcari marmorei e di anfiboliti}
- esplorala fino a profondità d'un cen- tinaio di metri mediante alcune migliaia di metri di sondaggi - i presentava, anche nelle immediate adiacenze dell'im- po la, alda e fre ca, ma ecce ivamente tenace, con la conseguenza d'un co to unitario elevato per l'abbattimento in cava.
L'alluvione attuale nell'alveo del T- Buthier a monte dello sbarramento, con ottimi requisiti tecnici malgrado l'etero-
"eneità litologica dei blocchi e ciottoli (gneiss sericitici, calcefiri, kinzigiti, peg- matiti quarzose, ecc.} formava una coltre
ottile, appena ufficiente al fabbisogno, irregolarmente sviluppata nel fondovalle lungo alcuni km, con notevoli difficoltà tecniche per l'escavazione ed il trasporto.
Alte carpate detritiche, al piede del ver- ante ini tro ubito a valle dell'imposta, erano costituite da fa ciume di roccia minuto e profondamente alterato, con abbondanza di grandi ma i.
Sulla ba e del rilevamento geogno tico deuagliato delle numerose principali pla·
ghe di formazioni detritiche (l. .) nel- l'ambito del bacino d'inva o, della loro cubatura appro imativamente presunta e dello studio preliminare della loro co-
tituzione litologica, fu infine fermata J.'auenzione ulla vasta conoide di deie- zione ricoprente un terrazzo morenico diste o a mezza co la allo bocco del
marino degli scavi in sotterraneo:
con buone caratteristiche litologi- che e tecnologiche per quasi tutta la lunghezza dei tracciati dal lato italiano (Gallerie del M. Bianco, del Col Ciriegia), o per un'a sai limitata parte di essi (Gallerie del Gran S. Bernardo e del S. Ber- nardino). In utilizzabile invece tal quale, e difficilmente condiziona- bile con trattamenti di laveria, sa- rà il marino prodotto lungo la gal- leria del Frejus; mediocre quello della galleria al Colle della Croce.
Qua i enza eccezioni i alimen- tano dalle formazioni alluvionali d'origine fluviale o fluvio-lacu- stre, attuali o recenti, le numero- sissime cave che riforniscono d'i- nerti i cantieri per le costruzioni d'edifici di abitazione o d'impian- ti industriali nei dintorni dei cen- tri urbani - di Torino e di Mi- lano in particolare- situati nella Pianura Padana ulla sini tra del F. Po. Al contrario, l'alluvione portata dai corsi d'acqua che scen- dono sulla destra del F. P o dal ver ante ettentrionale dell'Ap- pennino ha caratteri litologici de- teriori, che non permettono in ge- nere d'utilizzarla per la produ- zione di buoni inerti.
l o n è raro d'altra parte il caso che nella realizzazione della me- Vallone laterale di Vachere e. ume- rosi cunicoli d'assaggio ne accertarono la potenza ed un volume globale assai su- periore al fabbisogno; fornirono inoltre la campionatura, u cui dall'A. venne compiuta l'indagine petrografico defini- tiva.
Que ta ervì ad accertare, fra l'altro, come l'alterazione degli elementi psefi- tici - ben differenziata a seconda della loro natura litomineralogica - non ne co lituisse, alla peggio, che un sottile inviluppo esteriore, mentre l'interno dei ciouoli e delle ghiaie ri ultava del tutto fresco e meccanicamente integro. L'ele- vata proporzione d'argilloidi (l. .) nelle pellicole d'alterazione uperficiale, e so- prattutto quali costituenti della porzione limo a del deposito, rappre entava un in- conveniente, tecnicamente eliminabile, vantaggiosamente compensato: dall'uni- forme commistione dei costituenti lito- logici; dalla rarità di gro i trovanti; dai buoni coefficienti morfometrici di ciot- toli e ghiaie, ecc., e infine anche dalla posizione del giacimento, localizzato fra 2100 e 2300 m . . m., cioè poche centinaia di metri più in alto dell'impo La della diga, dalla quale di Lava circa 2 km ver o monte.
La celta si rivelò poi pienamente od- disfacente, sia per il regolare funziona- mento della cava, ia per gli eccellenti requi iti del calcestruzzo ri contrati con i controlli sistematici eseguiti nel cor o della co truzione.
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ATTI ERA SEG A TECNICA DELL'\ SOCIETÀ I GEG ERI E ARCHITETTI I TORI O - UOVA SERIE- A. 20- . l -GE AIO 1966desima opera o gruppo d'opere, per condizioni contingenti (ad e . : per il rive timento d'un lungo ca- nale-galleria con fine tre d'attac- co intermedie, suddivi o in pm lotti appaltati a diver e Impre e) i aprano più cave, con i relativi impianti di preparazione, entro differenti formazioni geolitologi- che.
3. Coltivazione delle cave.
La tecnica della coltivazione delle cave, alvo che per qualche criterio orientativo peciale, e- gue in genere gli stessi metodi ed impiega le mede ime attrezzature già precedentemente adottati nella coltivazione delle cave di pietri-
co per massicciate, illu trati nei trattati di Tecnica mineraria o di Costruzioni stradali.
orma generale di carattere tecnico-dimen ionale, quasi inde- rogabile, è lo viluppo della colti- vazione a cielo aperto: la colti- vazione in sotterraneo non è nep- pure pen abile nei depositi detri- tici.
Criterio direttivo di mas ima.
dettato dalle moderne esigenze tecnico-economiche, seguito del re to in tutte le fasi d'ogni indu-
tria estrattiva, è la tendenza alla riduzione dei costi di produzione mediante l'impiego di mezzi mec- canici sempre più potenti, che con- sentano soprattutto il minimo im- piego di manodopere, divenute nel tempo gradualmente più one- ro e.
Metodi e attrezzature i diffe- renziano poi fondamentalmente, a
econda che i tratti dell'abbatti- mento di roccia in po to, oppure dell'asportazione di materiali in- coerenti o emicoerenti da forma- zioni detritiche.
a) Le cave di roccia in po to ono meno frequenti, in quanto esigono lavori preparatori più comples i e costo i, che presup- pongono ammortamenti a più lun- ga cadenza. Ciò non 'accorda con il brevissimo periodo d'atti- vità - previ to in pochi anni - per le cave a produzione inten i- va, adibite al rifornimento dei cantieri di grandi opere isolate
(quali le dighe di ritenuta), cui può richiedersi una produzione normale giornaliera dell'ordine di parecchie migliaia di m3 (4
). La
breve durata in efficienza di que- te cave comporta ta i d'ammor- tamento degli impianti - inclusi quelli di preparazione - partico- larmente elevati, che i riflettono
ul costo unitario di produzione.
In tali grandi impianti è nor- male l'adozione dei più moderni schemi e di positivi per l'abbat- timento mediante esplosivi, anche
e trade d'acce o e di traccia- mento, bancamento delle coper- ture inutilizzabili e loro traspor- to a di carica comportino co picui lavori preparatori.
In piccole antiquate cave - ma anche talora in qualche recente e grande cava - si pratica tut-
(4) ella co truzione della citata diga di Alpe Gera la cava - però da depo- sito alluvionale, non da roccia in po to - forniva una produzione giornaliera normale dell'ordine di 8000 m3 , in parte avviata ad un grande depo ito a cumulo, all'aperto, di circa 800.000 m3 , con fun- zione di volano stagionale per l'alimen- tazione dell'impianto di preparazione.
Fig. l - Cava nella roccia gneissica - al cenh·o - per il rifornimento di inerti al cantiere della diga di Pian Telessio in Val d'Orco, provincia di Torino (AEM di Torino; Impresa Girola).
ATTI E RASSEG A TECNICA DELLA SOCIETÀ I GEG ERI E AHCHITETTI I TORINO- UOVA ERIE- A. 20- N. l - GE AlO 1!:166
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tora l'abbattimento u alti fronti a varia inclinazione media e con irregolare andamento planimetri- co, aprendo fori da mina di pochi metri mediante semplici martelli perforatori a mano.
Secondo le tecniche aggiornate, tenendo p re ente la norma (va- lida anche per le cave di depo i- ti detritici) che il co to unita;io del grezzo i riduce con l'aumen- to della potenzialità dell'impianto d'e trazione, si tende, dove sia po ibile, ad adottare un metodo di perforazione tandardizzato e meccanizzato. Di regola l' abbat- timento procede per lunghi gra- doni orizzontali a di livello uni- forme, con volate intervallate nel tempo. I fori da mina ono tri- vellati, a profondità d'una decina di metri o più, in erie regolari ucce sive ed equidi tanti median- te perforatrici montate su carrelli semoventi (tra cui i « wagon- drills >> ).
Lo sgombero del rinfu o dai gradoni si effettua con trattori a lama pingente ( << dozer >> di va- rio tipo), o con pale che caricano direttamente ui ettori per il tra-
porto fuori cava.
Si tende pure, e lo con enta la morfologia dei luoghi, a far con- vergere i fronti di cava - altri- menti per lo più con andamento planimetrico rettilineo (fig. l) - al fine di limitare i tra ferimenti del grezzo sul piazzale: eccezio- nalmente i è realizzata la colti-
vazione in cave ad imbuto (cc glo- ry-hole >>), con installazioni fi e per il caricamento; come nelle cave per la diga ul T. Lumici neU'Ampezzano (Cadore) e per la diga di Morasco nell'alta Val For- mazza, in provincia di ovara.
L'abbattimento con e plo ivi - che di integra la roccia uniforme- mente, poichè le dimen ioni ma - sime dei frammenti del rinfu o non dovrebbero uperare la capa- cità degli uten ili caricatori - de- termina un inevitabile decadimen- to della re istenza meccanica del rinfu o abbattuto: di qui l'oppor- tunità, ogni volta, dello tudio ap- profondito per l'adeguamento ra- zionale degli e plo ivi alle caratte- ri tiche geomeccaniche della roc- cia.
Una più pinta degradazione granulometrica del grezzo abbat- tuto producono taluni particolari procedimenti d'abbattimento: fra que ti la modernissima tecnica - abbastanza frequente nella coltiva- zione a giorno di depositi mine- rari pr.d. o nei lavori di emplice sbancamento, ma non nelle cave d'inerti pregiati - della demoli- zione della roccia mediante « rip-
per >>, a eguito d'un ]imitato at-
tacco con mine.
Sono qua i dovunque aboliti gli impianti fissi di raccolta e tra-
porto del rinfuso nei piazzali di cava: na tri trasportatori e fer- rovie. Poche gro e pale carica- trici o caricatori gommati o cin-
gola ti, con potenza fino a 500 CV, a cucchiaie capaci fino a 5-6 m3 - (a sai meno frequenti: carica- tori cingolati e benne o pe e (cc drag-line >>), con capacità fino a 4 m3 e sbraccio d'oltre 100 m) - caricano autocarri ribaltabili lateralmente o po teriormente, con portate singole d'oltre 30 ton- nellate. Ricchi ima è la gamma di macchinari con po sibilità di molteplici pre tazioni, alle titi da numero e Ditte co truttrici.
b) ell' e ca azione di depo- iti detritici, e que ti i estendo- no in piano, si procede di regola - previo sbancamento della sot- tile coltre terro a uperficiale - a portandoli per tutta la loro po- tenza in una ola pas ata e svi- luppando planimetricamente la cava a fo a o per fronti paralle- le. Se la superficie del deposito è di cretamente inclinata, la col- tivazione avanza per gradoni, a- portando il rinfuso per livelli uccessivi o ui diver i livelli con- temporaneamente. ell'uno e nel- l'altro ca o l'inclinazione del fron- te - o dei fronti - s'avvicina a quella, temporanea, di carpata naturale, tal olta pros ima alla verticale.
Escluso l'impiego d'e plo i vi, eccetto che per la demolizione di qualche grosso blocco i olato, ne con egue che, a parità di caratteri litologici, gli elementi del rinfuso presentano migliori requisiti di re i tenza meccanica in confronto
Fig. 2 - Cava di inerti dal ~eposi~o detritico-~orenico sul fianco destro dell'alta Valpelline in Val d'Aosta, per il 1ifornimento al cantiere della chga d1 Piace l\Jouhn (CEB - Consorzio Elettrico Buthier; Piace Moulin Imprese Hiunite).
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ATTI E RAS EG, A TEC ICA DELLA SOCIETÀ I GEG ERI E ARCHITETTI I TORI O - UOVA SERIE- A. 20- r. l - GEN AIO 1966a quelli del rinfuso ricavato con l'abbattimento di roccia in po to, più o meno lesionati per effetto dal tiro delle mine, come è tato
opra accennato.
l elle cave per produzioni pre- vedibilmente protratte durante un lungo ciclo d'anni- e vicever a di mode ta entità nel cor o dell'anno - alla rimozione del detrito dal- la sede originaria ed al suo cari- camento i provvede per lo più con in tallazioni fis e (più pe o a benne ra chianti) e direttamente collegate all'impianto di eia ifi- cazione del OT"'zzo. Ciò vale spe- cialmente per gli impianti in tal- lati ulle ponde d'alvei fluviali, dove i può contare ull'apporto periodico di nuova alluvione dalle acque di piena, che rico titui ce il depo ito in coltivazione e ne pro- lunga nel tempo lo fruttamento.
Per le cave a forte produzione, contenuta in ri tretti intervalli di tempo, valgono i medesimi orien- tamenti tecnici opra espo ti per le a e di roccia in po to. Si ri- corre di preferenza a poche e gro e macchine operatrici: cc do-
zer >> o e cavatori-caricatori mo-
bili di grande potenza, che 'ade- guano con notevole ela ticità allo
viluppo planimetrico della colti- vazione C).
Eccezionale è l'impiego di cc rip- per » montati u trattori leggeri per la di integrazione di qualche trato o lente di elementi p e:fitici cementati; è co ì pure l'abbatti- mento idrodinamico con !ance a getto (cc monitor-giant »).
In particolare condizioni am- bientali - dal fondo di laghi o
( .;) La cava di inerti per la diga di Place Moulin i viluppava a mezzaco ta per gradoni reuilinei alti circa 8 m, con fronti naturalmente inclinate intorno a 50°; la produzione «iornaliera di grezzo, fino a 5000 m3, venne normalmente con-
eguita in un solo turno di lavoro me- diante « bulldozer » operanti ai diver i livelli, coadiuvati da due e cavatori-ca- ricatori da 250 CV, con cucchiaio da 1,5 m3•
La falda detl"itico-morenica ne veniva demolita enza difficoltà. Trovanti del peso di poche tonnellate venivano cari·
eati; quelli, non comuni, di magaiori dimensioni furono abbandonati sul piaz- zale di cava, ad evitare la complicazione della loro demolizione con mine.
Batterie d'autocarri ribaltabili da 12 t~nnellate trasferivano il grezzo all'im·
p1anto di preparazione percorrendo una
~uova ~trada larga 8 m, lunga 2500 m, m leggera discesa, con caratteristiche d'una vera e propria autostrada (fig. 2).
Fig. 3 - Impianto d'estrazione di inerti dal F. Po presso Moncalieri in provincia di Torino, con draga natante a tazze (Impresa G. Stroppiana).
d'alvei fluviali o nelle pianure al- luvionali, otto il livello di falde freatiche pro ime al piano di campagna - lo scavo dell'alluvio- ne i effettua anche con draghe natanti a tazze (fig. 3) o con im- pianti di ucchiamento e convo- gliamento in corrente d'acqua: le pompe ono in tallate a riva op- pure montate ·u galleggianti ( dra- ghe a suzione), come pure le tu- bazioni (:fig. 4)
C).
La produzione raggiunge 200 tonnellate/ ora per ogni pompa. Una semplice nota di colore rappre enta ormai l'esca- vazione manuale di abbie fluviali mediante cucchiaie da parte dei pochi uper titi renaioli.La gestione delle cave di mate- riali detritici pone problemi di contorno d'intere e non trascura- bile. Se ne accennano qui alcuni.
Lo sbancamento di falde in pen- dio, già stabilizzate, potrebbe in- ne care frane di mottamento, e te e e pericolo e alla viabilità ed all'abitabilità locali. Di regola però, nelle coltivazioni a gradoni, gli coscendimenti dai fronti s'ar- re tano ui ripiani dei gradoni
tes i.
L'a portazione dell'alluvione da greti fluviali o da arenili litora- nei, con effetti benefici in quanto può limitare gli effetti d'improv- vi i ed. eccezionali o di rapidi e progre sivi interrimenti da parte delle acque in movimento, può
(6) Recenti grandi cave lungo il F. Po fra Moncalieri e Cari«nano (Torino) asportano sou'acqua banchi di ghiaia fino a profondità media d'una quindicina di metri, u aree fino a molte decine di ha.
al contrario provocare ero ione delle ponde
C)
e di truzione di piagge, se eccedente l'apporto na- turale.La formazione delle va te de- pre ioni di cave abbandonate, ta- lora colmate d'acque ri tagnanti, in regioni di pianura, comporta inconvenienti d'origine igienico ed e tetico: ma vicever a, nei dintor- ni di centri urbani, esse pos ono venire opportunamente adibite ad accogliere discariche di rifiuti.
4. Preparazione 1neccamca dei grezzi.
Il trattamento meccanico del grezzo per la confezione dell'iner- te finito può anche limitar i alla semplice ua classificazione volu- metrica, mediante vagliature, in diver e frazioni granulometriche.
Gli elementi di dimensioni >lO 7
15 cm.- talora affatto subordinati quantitativamente, nelle alluvioni fluviali o lacustri di pianura - sono mandati a rifiuto. Ciò i ve- rifica non di rado nei piccoli im- pianti a carattere artigiano. Al- trimenti i richiede inoltre la com- minuzione del grezzo: in ogni ca o, e abbattuto nelle cave di roccia in posto; per lo più, se cavato da morene o da falde de- tritiche o da alluvioni meno :flui- tate, d'apporto flluvio-torrentizio.
(1) emina che l'escavazion~ relativa·
mente inten a dell'alluvione nell'alveo attuale del F. Stura pre so Torino, ad opera di numero e cave fra Venaria e Regio Parco, abbia concor o a determi- nare i recenti calzamenti dei ponti e delle ponde in que ta regione.
ATTI ERA SEGNA TEC ICA DELLA OCIET INGEG ERI E ARCIIITETII IN TORI O- UOVA SERIE- A. 20- . l -CE AIO 1966
